Способ изготовления стальных отливок в многослойных оболочковых формах

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК В МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМАХ, полученных по выплавляемым моделям, включающий погружение горйчей оболочковой формы в псевдоожиженный опорный наполнитель на основе кварцевого песка, заливку ее металлом, повторное псевдоожижение при удалении фомы, охлаждение, о тличающийся тем, что, с целью повышения качества поверхности отливок за счет уменьшения обезуглероженного слоя и интенсификации охлаждения форм, зйлитые формы выдерживают в псевдоожиженном опорном наполнителе до температуры 300400°С , а опорный наполнитель имеет следующий состав, об.%: Кварцевый 97,3-98,0 песо 41-46%-ная 2,0-2,7 (Л водно-восковая дисперсия

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 442 А (51) 4

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

L E

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3547195/22-02 (22) 04.02.83 (46) 23.12.85. Бюл.М 47 (72) В.И.Решетнева, Б.Ш.Танкелевич, А.В.Абадаев, Т.А.Дереча и Г.М.Кличко (53) 621.74.045(088.8) (56) Танкелевич Б,Ш. и др. Предупреждение обезуглероживания при литье по выплавляемым моделям. — Литейное производство, 1981,: В 6, с.20-21.

Литье по выплавляемым моделям.

Под ред.Я.И.Шкленника и В.А.Озерова.

Инженерная монография. — М. Машиностроение, 1971, с.381-382. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК В МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМАХ, полученных по выплавляемым моделям, включающий погружение горФчей оболочковой формы в псевдоожиженный опорный наполнитель íà основе кварцевого песка, заливку ее металлом, повторное псевдоожижение при удалении фомы, охлаждение, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества поверхности отливок за счет уменьшения обезуглероженного слоя и интенсификации охлаждения форм, залитые формы выдерживают в псевдоожиженном опорном наполнителе до температуры 300400 С, а опорный наполнитель имеет следующий состав, об.7:

Кварцевый 97,3-98,0 песок

41-46Х-ная 2 ° 0-2,7 водно-восковая дисперсия

1199442

Изобретение относится к литейному производству, а именно для получения стальных отливок по выплавляемым моделям при безопочном прокаливании оболочковых форм.

Цель изобретения — повышение качества поверхности отливок за счет уменьшения обезуглероженного слоя и интенсификации охлаждения форм.

Сущность способа заключается в следующем. Залитую в опорном наполнителе на основе кварца оболочковую форму охлаждают в "псевдокипящем" слое песка, а кипящий слой песка до полнительно содержит 2,0-2,77-ную водно-восковую дисперсию.

Повышение качества поверхности отливок достигается за счет образования восстановительной атмосферы в результате разложения водно-восковой дисперсии под действием тепла залитого металла, отводимого через оболочку. Непрерывное кипение опорного наполнителя под действием холодного воздуха охлаждает опорный наполнитель до 80-100 С и способствует равномерному распределению добавки водно-восковой дисперсии в опорном наполнителе, что позволяет избежать в отдельных частях отливки ее науглероживания. Кроме того, присутствие в формовочном песке водно-восковой дисперсии усилит эффект ускоренного охлаждения, так как дополнительно создается испарительное охлаждение псевдокипящего слоя

В опорный наполнитель вводят водно-восковую дисперсию с концентрацией 41-467. Уменьшение концентрации ниже 417 не дает положительного эффекта. Увеличение концентрации выше

467 недопустимо из-за расслаивания дисперсии.

Оптимальное содержание в формовоч ном песке водно-восковой дисперсии

2-2,77, При введении водно-восковой дисперсии менее 27 не обеспечивается получения качественной поверхности, так как образуется недостаточное количество газов, введение более

2,77 приводит к появлению газовых поверхностных дефектов, к повышенной влажности песка и, как следствие, к снижению его кипения. Количество водно-восковой дисперсии выбрано с учетом выноса продуктов реакции разложения вследствие кипения песка во время охлаждения залитой формы.

Э

Несмотря на различие в плотности песка (Р = 2,65 г/см ) и водно-вос3 ковой дисперсии (J = 0,965 г/см ), не возникают трудности в приготовлении однородной смеси опорного наполнителя. Наличие в дисперсии восков и смачивателей способствует прилипанию ее к зернам песка, в результате чего водно-восковая дисперсия обволакивает частицы песка и удерживается на них силами поверхностного натяжения, образуя плакированную смесь. Таким образом достигается равномерное распределение ВВД-3 в смеси и надежное удержание ее на поверхности зерен песка в процессе работы.

Приготовление смеси песка с водновосковой дисперсией осуществляется в установке "кипящего слоя", при этом выполняют смешение ВВД-3 с песком, имеющим комнатную температуру или нагревшимся по ходу технологического о процесса до температуры 80-100 С. Увлажнение песка оптимальной концентрацией дисперсии препятствует образованию пыли в процессе перемешивания, не приводит к комкованию и снижению текучести смеси.

Способ. опробован при охлаждении залитого блока в "псевдокипящем" слое песка с добавкой водно-восковой дисперсии в количестве 1 — 37. Комбини рованные оболочки (первые два слояс этилсиликатным связующим, последующие три — с жидкостекольным связующим, обсыпка — шамотом) прокаливают в

l о электропечах при 1000 С в течение

40 мин. Прокаленный блок погружают в кипящий слой опорного песка. Не более, чем через 1 мин оболочку заливают. При этом оболочка охлаждается до 750-800 С. После заливки блок о о выдерживают до температуры 300-400 С в подстуженном "псевдокипящем слое. в течение 10 мин. За это время песок подогревается до температуры разложения водно-восковой дисперсии.

После извлечения охлажденного блока при непрерывном кипении песка происходит выравнивание и снижение его температуры, и поэтому намереного охлаждения песка в предлагаемом способе не требуется. Извлеченный блок имеет температуру 300-400 С, при которой реакции окисления протекают медленно.

Определение обезуглероженного слоя в отливках, полученных по спо199442

Goc тав

Опорный наполнитель

Ингредиенты

Окалино образование еличина обезуглероженного лоя по высоте блока, мм

Песок ВД-3 формовоч ный

Верх Середина Низ

1 100

2 99,0

3 98,0

4 97,6

5 97,3

6 97,0

Есть 0,49 0,47

0,47

0,21

1,0 Нет 0,22

0,20

2,0 0,15 О, 13

2 4 -"- до О 05 О 01

2,7 -"- 0,02 0i01

3,0 .О, 01

0,13

Нет

Составитель Л.йкленник

Редактор M.Áëàíàð Техред Q.Мигунова Корректор H.МУска

Заказ 7763/12 Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

3 1 собу с охлаждением в "кипящем слое песка", с различным содержанием водно-восковой дисперсии приведено в таблице в сравнении с отливками, полученными по известному способу.

В известном способе оболочки заливают в опорном наполнителе и охлаждают в нем в течение 10-15 мин, при этом температура блока составляет

700-800 С, когда скорости реакции окисления и .обезуглероживания еще очейь велики.

Величину обезуглероженного слоя определяют на травленных микрошлифах на микроскопе МИМ-8 по высоте блока. Окисление поверхности оценивают визуально.

Охлаждение отливок в опорном на.полнителе с водно-восковой дисперсией эффективно при содержании ее в песке не менее, чем 27. и эффект не увеличивается при содержании более 2,7 об.Х по всей высоте блока.

При охлаждении отливок в опорном наполнителе без введения водно- восковой дисперсии увеличивается обезуглероженный слой в 2-2,5 раза.

Обезуглероженный слой уменьшается при охлаждении в кипящем слое песка с введением водно-восковой дисперсии как за счет создания восстановительной атмосферы при ее разложени!1, когда погружают залитый блок, так !

О и за счет интенсивного охлаждения блока отливок, т.е. залитый блок охлаждают в "псевдокипящем" слое песка. При этом часть тепла от блока затрачивается на разложение водно-!

5 восковой дисперсии.

Реализация предлагаемого способа изготовления стальных отливок литьем по выплавляемым моделям позволяет повысить качество поверхности отли20 вок и интенсифицировать скорость охлаждения отливок.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составляет

6,7 ру6. на 1 т отливок за счет сни25 жения брака с 8 до 31.

Качество поверхнос ти отливок